何為本手?
用一種自然的、簡單的、合乎邏輯的方式找到解題的思路即為本手。
(廣州2022)25題:
如圖,在菱形ABCD中,∠BAD=120°,AB=6,連接BD
(1) 求BD的長
(2) 點E為線段BD上的一動點(不與點B、D重合),點F在邊AD上,且 BE = DF
① 當 CE ⊥ AB 時,求四邊形ABEF的面積
② 當四邊形ABEF的面積取最小值時,CE CF 的值是否也最小?如果是,求CE CF 的最小值;如果不是,請說明理由
第一步:理解題目
确保你已經完全熟悉并理解了題目的要求和要證明的結論。
理解題幹,已知什麼?(在圖上做出标記)
首先,做一個整體直觀的思考:
根據已知條件,四邊形ABCD是菱形,邊長為6,∠DAB=120°,若連接AC的話,該菱形是由兩個等邊三角形構成。這是一個完全确定的特殊圖形,理論上講,關于該圖形的任何特征值都可以計算得出。
根據菱形的性質不難得到:
(Ⅰ)AC⊥BD,且AC是∠DAB和∠DCB的角平分線,BD是∠ADC和∠ABC的角平分線
(Ⅱ)由于∠BAD=120°,∠CAB=∠CAD=60°,不難得到△ABC和△ADC均為等邊三角形
第二步:分析題目,尋求解題思路。
(1)求BD的長
盯住目标:
求BD的長。
由上述(Ⅰ)和(Ⅱ)的分析可知,BD為等邊三角形ABC高的2倍,邊長為6的等邊三角形,不難算出高為 。故BD= 。
(2)點E為線段BD上的一動點(不與點B、D重合),點F在邊AD上,且 BE = DF
① 當 CE ⊥ AB 時,求四邊形ABEF的面積
盯住目标:
求四邊形ABEF的面積
觀察圖形,你能想到什麼?
如圖,顯然, = -
如下圖,連接AE,設CE交AB于點G
比較容易求(就是等邊三角形的面積)
那麼 如何求呢?(關鍵是求DF邊上的高)
由于CG⊥AB,BO⊥AC,由等邊三角形中三線合一的性質,可得CG、BD也分别是角平分線則AE也是∠CAB的平分線,故∠EAC=30°,所以∠DAE=60° 30°=90°,AE是△DEF的高。
如下圖,不難得出 AE = BE =
結合已知條件 BE = DF,可得 DF = 2
因此可求 為 ,從而求出為
②當四邊形ABEF的面積取最小值時,CE CF 的值是否也最小?如果是,求CE CF 的最小值;如果不是,請說明理由
盯住目标:
當四邊形ABEF的面積取最小值時,CE CF 的值是否也最小?
先看看當四邊形ABEF的面積取最小值時是什麼情況?
求面積的最值,你能想到什麼?
最直接的,構造一個面積的等式看看?
由前面的分析可知,
(三角形ABD的面積已知,因此隻需求三角形DEF的面積什麼時候最大即可。)
我們依然仿照之前的思路進行計算。
如下圖,過點E做EK垂直射線DA,垂足為點K
設DF = x,則BE = x,DE= - x,
∴EK = (因為角ADB為30度)
計算上述二次方程的最值:
當 x = 3 時, 最大,
此時 最小
當四邊形ABEF的面積取最小值時,CE CF 的值是否也最小?
觀察一下,面積最小時的圖形。
當 x = 3 時,點F為AD的中點,點E為BD的中點,則CF⊥AD,CE⊥BD,
所以CF和CE都是垂線段,
此時 CE CF 最小(因為垂線段最短),
不難求得:
CE=3, CF= , CE CF = 3 9 = 12,
最小值為12
第三步:寫出解答
(略)
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